[發(fā)明專利]一種局部超聲輔助半固態(tài)雙重擠壓鑄造鑄件的裝置及方法

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• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109794590A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜銀方;胡華健;郭永強;劉兵;童炳祥
• 申請（專利權(quán)）人: 南京江淳機電裝備科技有限公司
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;B22D17/20
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本發(fā)明提供了一種局部超聲輔助半固態(tài)雙重擠壓鑄造鑄件的裝置及方法，該裝置包括壓鑄機、壓鑄模具、超聲振動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和擠壓機構(gòu)；所述壓鑄機安裝在壓鑄模具上，并與壓鑄模具的定模上澆口相連；所述超聲波振動系統(tǒng)安裝在壓鑄模具的動模上鑄件力學性能要求較高的薄壁處；所述擠壓機構(gòu)安裝在壓鑄模具的定模上鑄件力學性能要求較高的底部處；所述液壓系統(tǒng)安裝在壓鑄模具的動模上，并與超聲波振動系統(tǒng)和擠壓機構(gòu)相連。本發(fā)明將超聲系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)相互結(jié)合，實現(xiàn)了雙重擠壓鑄造，使得金屬內(nèi)部質(zhì)量明顯提高，縮松、縮孔明顯消失，提高了鑄件的質(zhì)量，減少了廢品率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料半固態(tài)成形領(lǐng)域，尤其涉及一種局部超聲輔助半固態(tài)雙重擠壓鑄造鑄件的裝置及方法。

背景技術(shù)

由于半固態(tài)擠壓鑄造件的優(yōu)良特性，使得半固態(tài)擠壓鑄造成為目前快速發(fā)展的一種新技術(shù)。該技術(shù)的主要核心是使固—液混合漿料或者胚料獲得非晶枝組織，固相必須球化和細化，合金組織一般包括10～100μm的球形晶，進化球晶或者等軸晶，從而表現(xiàn)出非常小的流動阻力和良好的成形性能，然而目前的半固態(tài)擠壓鑄造技術(shù)依舊存在著不少的缺陷。

專利公開號為CN106424630A，該專利通過超聲波系統(tǒng)在壓鑄模具上施加超聲波，通過壓射組件在壓射腔內(nèi)進行處理，由于金屬半固態(tài)是從下向上擠壓進入模具中，故存在充型不完整而引起的縮孔縮松等缺陷；超聲加載在模具上，引起的振動很小，達到細化晶粒的作用效率不高；該專利從細化晶粒方面去考慮，而并未考慮到對細化晶粒后的半固態(tài)進行擠壓，從而強化復雜鑄件局部關(guān)鍵位置。

專利公開號為CN104439204A，該專利通過超聲波系統(tǒng)在壓鑄模具的底座施加超聲波，利用變幅桿將機械振動轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的超聲波振動作用于金屬型鑄造成型裝置的底板，利用超聲波產(chǎn)生的熱量去預(yù)熱金屬型模具，溫度傳感器將金屬型鑄造成型裝置的底板的溫度傳回中央處理器，中央處理器將根據(jù)收到的信號，控制超聲波的頻率和幅值去更好的進行金屬型鑄造，但超聲加載在厚重的底板上，引起的振動很小，達到細化晶粒的效率不高；采用的是液體金屬沖入金屬型模具中，由于振動成形時可能會產(chǎn)生噴濺、紊流及卷氣等問題而帶來組織疏松、縮孔、縮松等缺陷。

專利公開號為CN106077558A，該專利先將預(yù)熱好的小塊體熔煉，得到液態(tài)鋁合金，將液態(tài)鋁合金通過具有彎曲通道或倒置錐形通道的澆口注入到保溫裝置進行保溫，得到半固態(tài)金屬，再將半固態(tài)金屬澆注到保溫的模具，進行擠壓成型，擠壓完成后繼續(xù)施壓，之后頂出鑄件。該發(fā)明在半固態(tài)金屬注入模具的過程中，可能存在半固態(tài)過早地凝固導致的縮孔、縮松缺陷；該發(fā)明只能壓鑄一些造型簡單的鑄件，不能更好的壓鑄一些復雜鑄件。

有鑒于此，亟待研發(fā)設(shè)計出一種能解決上述問題的鑄造裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種局部超聲輔助半固態(tài)雙重擠壓鑄造鑄件的裝置和方法，其目的在于提高半固態(tài)金屬流變特性從而提高半固態(tài)金屬的充型能力，提高鑄件的致密度，進一步改善鑄件的力學性能。

為實現(xiàn)上述目的，在第一方面，本發(fā)明提供了一種局部超聲輔助半固態(tài)雙重擠壓鑄造鑄件的裝置。該裝置包括壓鑄機、壓鑄模具、超聲振動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和擠壓機構(gòu)；

所述壓鑄機安裝在壓鑄模具上，并與壓鑄模具的定模上澆口相連，用以將半固態(tài)金屬擠壓進模具中；

所述超聲波振動系統(tǒng)安裝在壓鑄模具的動模上鑄件力學性能要求較高的薄壁處，用以擠壓和超聲輔助細化該位置處半固態(tài)金屬晶粒，增加鑄件的力學性能；

所述擠壓機構(gòu)安裝在壓鑄模具的定模上鑄件力學性能要求較高的底部處，用以擠壓該位置處半固態(tài)金屬晶粒，增加鑄件的力學性能；

所述液壓系統(tǒng)安裝在壓鑄模具的動模上，并與超聲波振動系統(tǒng)和擠壓機構(gòu)相連，用以驅(qū)動超聲波振動系統(tǒng)和擠壓機構(gòu)擠壓半固態(tài)金屬。